在Arduino开发板上读写因尺寸大而无法存储的文本、图像等数据。

EEPROM，全称Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory（电可擦除可编程只读存储器），它非常重要并且有用，因为它是非易失性的存储器形式。这意味着即使电路板断电，EEPROM芯片仍然保留写入的程序。因此，当您断开电路板电源然后重新打开电源时，仍可以运行写入EEPROM的程序。所以EEPROM可以存储并运行程序。这意味着您可以关闭设备，将其关闭3天，然后返回并打开设备，它仍然可以运行其中编程的程序。这就是大多数消费电子设备的工作方式。

EEPROM也非常高效，因为传统EEPROM中的各个字节可以独立读取、擦除和重写。在大多数其他类型的非易失性存储器中，这是不可能的。像Microchip 24系列EEPROM这样的串行EEPROM器件允许您为任何可以使用I²C的器件添加更多存储器。

EEPROM基础知识

Microchip 24LC2512芯片可采用8引脚DIP封装。 24LC512上的引脚非常简单，包括电源（8）、GND（4）、写保护（7）、SCL / SDA（6,5）和三个地址引脚（1,2,3）。

ROM的简史

早期的“存储程序”类型的计算机 - 例如桌面计算器和键盘解释器 - 开始以二极管矩阵ROM的形式使用ROM。这是一个由分散的半导体二极管组成的存储器，放置在特殊组织的PCB上。随着集成电路的出现，这让位于掩模ROM。掩模ROM很像二极管矩阵ROM，只是它的实现规模要小得多。然而，这意味着你不能只用烙铁移动几个二极管并重新编程。掩模ROM必须由制造商编程，此后不可更改。

不幸的是，掩模ROM价格昂贵并且需要很长时间才能生产，因为每个新程序都需要一个由制造厂生产的全新设备。然而，在1956年，这个问题通过PROM（可编程ROM）的发明得以解决，PROM允许开发人员自己编写芯片。这意味着制造商可以生产数百万个相同的未编程设备，使其更便宜，更实用。但是，PROM只能使用高压编程设备写入一次。在编程PROM设备后，无法将设备返回到未编程状态。

随着EPROM（可擦除可编程ROM）的发明，它在1971年发生了变化 - 除了在首字母缩写词上添加另一个字母外 - 还带有擦除设备并使用强紫外光源将其恢复到“空白”状态的能力。那是对的，你必须在IC上发出光线才能重新编程，这有多酷？好吧，事实证明它非常酷，除非你是一个开发固件的开发人员，在这种情况下，你真的希望能够使用电子信号重新编程设备。随着EEPROM（电可擦除可编程ROM）的发展，这终于在1983年成为现实，并且在那时，我们实现了这种技术。

EEPROM的怪癖

作为数据存储方法，EEPROM存在两个主要缺点。在大多数应用中，优点超过了缺点，但在将EEPROM纳入下一个设计之前，您应该了解它们。

首先，使EEPROM工作的技术也限制了它可以重写的次数。这与电子被困在构成ROM的晶体管中并累积直到“1”和“0”之间的电荷差异无法识别有关。但不用担心，大多数EEPROM的最大重写次数为100万或更多。只要你没有连续写入EEPROM，你就不可能达到这个最大值。

其次，如果从中断电源，EEPROM将不会被擦除，但它不会无限期地保留数据。电子可以漂移出晶体管并通过绝缘体，随着时间的推移有效地擦除EEPROM。也就是说，这通常会在几年内发生。大多数制造商表示，在室温下，您的数据在EEPROM上安全10年或更长时间。

在为项目选择EEPROM器件时，还应该记住一件事。 EEPROM容量以位而不是字节来度量。 512K EEPROM将保存512Kbits的数据，换句话说，只有64KB。

Arduino硬件连接

好的，现在我们知道什么是EEPROM，让我们看看它能做些什么！为了让设备通讯，我们需要连接电源和I²C串行线。该器件在5VDC下运行，因此我们将它连接到Arduino UNO的5V输出。此外，I²C线路需要上拉电阻才能正常通信。这些电阻的值取决于线路的电容和您想要通信的频率，但非关键应用的一个好的经验法则就是将其保持在kΩ范围内。在本例中，我们将使用4.7kΩ上拉电阻。

该器件上有三个引脚用于选择I²C地址，这样就可以在总线上有多个EEPROM，并以不同的方式对它们进行寻址。您可以将它们全部接地，以便可以在本文后面放入更高容量的设备。

我们将使用面包板将所有东西连接在一起。下图显示了大多数I²CEEPROM器件的正确连接，包括我们的Microchip 24系列EEPROM。

读写数据

大多数情况下，当您将EEPROM与微控制器结合使用时，您实际上不需要同时查看存储器的所有内容。您只需根据需要在此处读取和写入字节。但是，在这个例子中，我们要将整个文件写入EEPROM，然后将其全部读回，以便我们可以在计算机上查看。这应该让我们对使用EEPROM的想法感到满意，并让我们感觉有多少数据可以真正适合小型设备。

写入数据

我们的示例代码将简单地接收串行端口上的任何字节并将其写入EEPROM，跟踪我们写入内存的字节数。

将一个字节的内存写入EEPROM通常分三步进行：

●    发送要写入的内存地址的最高有效字节。

●    发送要写入的内存地址的最低有效字节。

●    发送您要存储在此位置的数据字节。

有几个关键的地方：

存储地址：如果你想象512 Kbit EEPROM中的所有字节都在0到64000之间的一行 - 因为一个字节有8位，因此你可以在512 Kbit EEPROM上安装64000字节 - 那么一个存储器地址就是你会找到一个特定字节的行。我们需要将该地址发送到EEPROM，以便它知道我们发送的字节放在何处。

字节发送方式：因为256 Kbit EEPROM中有32000个可能的位置 - 因为255是可以在一个字节中编码的最大数字 - 我们需要以两个字节发送该地址。首先，我们发送最高有效字节（MSB） - 在这种情况下的前8位。然后我们发送最低有效字节（LSB） - 第二个8位。为什么？因为这是设备期望接收它们的方式，所以就是这样。

页写入：一次写一个字节很好，但是大多数EEPROM器件都有一个称为“页写缓冲区”的东西，它允许你一次写入多个字节，就像单个字节一样。我们将在示例代码中利用这一点。EEPROM使用内部计数器，它会在接收到的每个后续数据字节时自动增加存储器位置。一旦发送了内存地址，我们就可以使用最多64个字节的数据。 EEPROM假设312的地址后跟10个字节将在地址312处记录字节0，在地址313处记录字节1，在地址314处记录字节2，依此类推。

读取数据

从EEPROM读取基本上遵循与写入EEPROM相同的三步过程：

●    发送要写入的内存地址的最高有效字节。

●    发送要写入的内存地址的最低有效字节。

●    询问该位置的数据字节。